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第二章
分子结构与性质
第三节　分子结构与物质的性质
课时1　键的极性与分子的极性及其对化学性质的影响
1．能利用电负性判断共价键的极性，认识键的极性对物质化学性质的影响。
2．能根据分子的空间结构和键的极性判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质和应用作出解释。
1．学会判断共价键的极性。
(1) 什么是极性共价键和非极性共价键？
【答案】 共用电子对发生偏移的共价键是极性共价键，共用电子对不发生偏移的共价键是非极性共价键。
(2) 极性共价键(A—B)中的两个键合原子，A原子呈正电性(δ＋)，B原子呈负电性(δ－)，则A、B两个原子中哪个的电负性更大？
【答案】 B原子的电负性更大。
活动一：学会判断键的极性和分子的极性
2．学会判断双原子分子是否具有极性。
右图是某学习小组同学查得的3种分子中共价键的极性与正、负电荷中心之间的关系。我们将分子中正、负电荷中心不重合的称为极性分子，重合的则称为非极性分子。
(1) 3种分子中分别属于极性分子和非极性分子的是哪些？
【答案】 HCl是极性分子，H2、Cl2是非极性分子。
(2) 请归纳出判断双原子分子是极性分子还是非极性分子的简单方法。
【答案】 双原子的化合物分子为极性分子；双原子的单质分子为非极性分子。
(3) BrCl是一种常见的卤素互化物，你认为该互化物是极性分子还是非极性分子？
【答案】 极性分子。
3． 学会判断ABn型分子是否具有极性。
(1) CO2和H2O都是ABn型分子，结合右图，请你分析它们分别是属于极性分子还是非极性分子。
【答案】 CO2为直线形分子，两个C===O虽然都是极性键，但分子中正、负电荷中心重合(或两个极性键的向量和等于零)，故CO2为非极性分子；H2O为V形分子，两个O—H都是极性键，分子中正、负电荷中心不重合(或两个极性键的向量和不等于零)，故H2O为极性分子。
(2) 采用类似的分析方法，请你进一步完成下表。
分子 BeCl2 SO2 NH3 BF3 CH4
空间结构
正、负电荷中心是否重合
分子的极性
直线形
V形
三角锥形
平面三角形
正四面体形
重合
不重合
不重合
重合
重合
非极性分子
极性分子
极性分子
非极性分子
非极性分子
4．学会判断较为复杂的分子是否具有极性。
通过小组合作，探究下列分子是极性分子还是非极性分子。
【答案】 (1)非极性分子　(2)极性分子　(3)极性分子　(4)非极性分子　(5)非极性分子　(6)非极性分子
1．阅读下列信息，回答问题。
羧基电离出的H＋来自所含羟基H—O的断裂，H—O的极性越强，则H—O越容易断裂，H—O的极性受所连基团的影响，如果连有吸电子基团，则H—O的电子云更偏向于O，H—O间的电子云密度减小，H—O的极性增强，如果连有推电子基团，则H—O间的电子云密度增大， H—O的极性减弱。
活动二：认识键的极性对物质化学性质的影响
羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa(pKa＝－lgKa)的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。几种羧酸的pKa如下表所示。
羧酸 pKa 羧酸 pKa
丙酸(C2H5COOH) 4.88 氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86
乙酸(CH3COOH) 4.76 二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29
甲酸(HCOOH) 3.75 三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65
— — 三氟乙酸(CF3COOH) 0.23
(1) 表中所示羧酸中，酸性最强、最弱的酸分别是哪一个？
【答案】 酸性最强的是CF3COOH，酸性最弱的是C2H5COOH。
(2) 以氢原子(H—)作参照，强于氢原子的供电子基团有哪些，供电子能力大小如何排序？强于氢原子的吸电子基团有哪些，吸电子能力大小如何排序？
【答案】 供电子基团及能力大小：C2H5—＞CH3—＞H—。
吸电子基团及能力大小：CF3—＞CCl3—＞CHCl2—＞CH2Cl—＞H—。
(3) 为什么三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸？
【答案】 F的电负性强于Cl，使得CF3—吸引电子能力强于CCl3—，则CF3COOH中O—H的极性更强，更容易断裂。
1．将下列液体分别装在酸式滴定管中，并使其以细流流下，当用带有静电的玻璃棒(或带有静电的橡胶棒)靠近液体细流时，请你仔细观察细流是否发生偏移？
活动三：认识极性分子与非极性分子的一些性质
物质 H2O CCl4 CS2 C2H5OH
分子有无极性
细流是否偏移
有
无
无
有
偏移
不偏移
不偏移
偏移
2．探究分子的极性对溶解性的影响。
(1) 向盛有少量下列固体或液体物质的试管中，分别加入2 mL水和2 mL四氯化碳，振荡，观察其溶解情况。
物质 固体碘 蔗糖 植物油 食盐
分子有无极性 无 有 极性很小 离子化合物
水
四氯化碳
实验结论

注：离子键可以理解成更为“极端”的极性键。
难溶
易溶
难溶
易溶
易溶
难溶
易溶
难溶
一般地，非极性溶质能溶于非极性溶剂，极性溶质能溶于极性溶剂
(2) 下表为一些气体在水中的溶解度[气体的压强为101 kPa，温度为293 K，在100 g水中溶解的质量(g)]，请你完成下表。
气体 H2 SO2 N2 NH3 HCl CH4 C2H4 C2H2
有无极性
溶解度 0.000 16 11.28 0.001 9 52.9 81.4 0.002 3 0.014 9 0.117
结论
无
有
无
有
有
无
无
无
极性分子气体易溶于水，非极性分子气体难溶于水
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1．下列化学键中，键的极性最小的是 (　　)
A．C—N B．C—F　
C．C—O D．C—C
【解析】 形成共用电子对的两元素的电负性强弱相差越大，形成的共价键的极性越强。四个选项中，都含有碳原子，各元素的电负性大小关系为F>O>N>C，所以极性键的极性大小关系为C—F>C—O >C—N>C—C。
【答案】 D
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2．下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是 (　　)
A．PCl3 B．H2S
C．P4 D．C2H4
【解析】 PCl3只含P—Cl极性键，空间结构为三角锥形，属于极性分子，A不符合题意；H2S只含H—S极性键，空间结构为V形，属于极性分子，B不符合题意；P4只含P—P非极性键，空间结构为正四面体形，属于非极性分子，C不符合题意；C2H4含C—H极性键和C ===C非极性键，空间结构为平面形，属于非极性分子，D符合题意。
【答案】 D
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3．下列各组分子中，按共价键极性由强到弱排序正确的是 (　　)
A．HF　H2O　NH3　CH4　 B．CH4　NH3　H2O　HF
C．H2O　HF　CH4　NH3　 D．HF　H2O　CH4　NH3
【解析】 与氢元素相比，得电子能力越强的元素与氢原子形成的化学键极性越强。C、N、O、F四种元素得电子能力逐渐增强，与氢原子形成的化学键极性也逐渐增强，A正确。
【答案】 A
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4．下列说法正确的是 (　　)
A．双原子分子都是非极性分子
B．键长越长，分子的极性越强
C．非极性分子中一定含有非极性键
D．含有极性键的分子不一定是极性分子
【答案】 D
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5．下列分子中，含有极性键且为极性分子的是 (　　)
A．CCl4 B．NO
C．CO2 D．C2H4
【答案】 B
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6．下列叙述正确的是 (　　)
A．NH3、CO、CO2都是极性分子
B．CH4、SO3都是含有极性键的非极性分子
C．H2O、C2H2都是直线形分子
D．BCl3、H2S、CCl4的中心原子都是sp3杂化
【解析】 CO2属于非极性分子，A错误；CH4、SO3均含有极性键，CH4的空间结构为正四面体形，SO3的空间结构为平面三角形，均为非极性分子，B正确；H2O的空间结构为V形，C错误；BCl3中B是sp2杂化，D错误。
【答案】 B
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7．中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/ CQDs)，能利用太阳光高效分解水，原理如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．H2O2中存在非极性共价键，是非极性分子
B．反应Ⅰ中涉及极性键的断裂和非极性键的形成
C．H2O分子的VSEPR模型为V形
D．H2O是非极性分子
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【答案】 B
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8．经验性的“相似相溶”规律：极性溶质一般能溶于极性溶剂，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂。下列事实不能用“相似相溶”规律解释的是 (　　)
A．HCl易溶于水 B．I2易溶于CCl4
C．Cl2可溶于水 D．NH3难溶于苯
【解析】 HCl是极性分子，水是极性分子，HCl易溶于水，可以用“相似相溶”规律解释；I2是非极性分子，CCl4是非极性分子，I2易溶于CCl4，可以用“相似相溶”规律解释；Cl2是非极性分子，水是极性分子，Cl2可溶于水，不可以用“相似相溶”规律解释；NH3是极性分子，苯是非极性分子，NH3难溶于苯，可以用“相似相溶”规律解释。故选C。
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【答案】 C
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9．按要求填写下表。
气态分子 分子的空间结构 分子有无极性
BeCl2
Cl2O
SO3
PH3
直线形
无
V形
有
平面三角形
无
三角锥形
有
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10．CH3COOH是一种弱酸，而氯乙酸ClCH2COOH的酸性强于CH3COOH的，这是因为—Cl具有强吸电子能力，能使—OH上的H原子具有更大的活泼性。吸电子基团的极性越大，—OH上的H原子越活泼。有的基团属于推电子基团，能减弱—OH上H原子的活泼性。试依据上述规律回答下列问题。
(1) HCOOH显酸性，而H2O显中性，这是由于HCOOH分子中存在______(填“吸”或“推”)电子基团，这种基团是_________。
【解析】 HCOOH显酸性，H2O显中性，说明甲酸分子中存在强吸电子基团，能使—OH上的H原子活泼性增强，与H2O相比，甲酸分子中含有—CHO，故—CHO属于强吸电子基团。
吸
—CHO
【解析】 CH3COOH的酸性弱于HCOOH，说明乙酸分子中存在推电子基团，能减弱—OH上H原子的活泼性而使该物质的酸性减弱，与HCOOH相比，乙酸中含有—CH3，故—CH3属于推电子基团，导致乙酸的酸性弱于甲酸。
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(2) CH3COOH的酸性弱于HCOOH的，这是由于CH3COOH分子中存在______(填“吸”或“推”)电子基团，这种基团是_________。
推
—CH3
【解析】 —C6H5属于吸电子基团，—CH3属于推电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性强。
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(3) —C6H5属于吸电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性______(填“强”或“弱”)。
【解析】 电负性F>Cl>Br，—CHF2基团极性较大，吸电子能力最强，则酸性最强的是CHF2COOH。
(4) 下列物质中，酸性最强的是_____(填字母)。
A．CH2ClCOOH　 B．CH2FCOOH　
C．CHF2COOH　 D．CHBr2COOH
强
C

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